Wasser, Quelle allen Lebens und ständiger Begleiter – auch für unseren Blog. Wir haben schon einiges über Wasser gehört und zahlreiche Gastautoren haben das Thema zumindest angeschnitten.
Die Grundtendenz war bisher immer klar: Egal ob Tunnel oder tiefe Baugrube, keiner will jemals Wasser drin haben (außer, es geht um eine Schlitzwand, aber auch da ist im Grunde genommen kein Wasser drin, sondern Bentonitsuspension. Völlig andere Geschichte).
Was uns bisher noch keiner gesagt hat: “Wir sollten das Ding am besten fluten!”
Umso größer das Erstaunen unseres technisch zugegeben eher unbedarften Blog-Teams, als wir in einem unserer internen TechTalk erstmals von der Option gehört haben, ein Bauwerk-to-be einfach zu fluten.
Bei genauerer Betrachtung: Eigentlich eh logisch – trotzdem ungewöhnlich genug, um diese Info zu teilen. Und weil es so schön dazu passt, werden wir im Anschluss gleich auch noch unsere tolle Isolinien-Visualisierung vorstellen. Ein zusätzlicher Layer in SCALES, der nicht nur ausgesprochen nützlich ist, sondern auch optisch einfach wunderhübsch aussieht. (ja, manche von uns beurteilen auch die Qualität eines Autos anhand der Farbe. Zum Glück sind wir ein sehr tolerantes Unternehmen). Aber mehr dazu unten.
Zuerst mal ein herzliches Hallo an unseren nicht mehr ganz so neuen Kollegen Georg, der nicht nur weiß, wann man eine Baugrube fluten sollte, sondern uns auch von “Wie funktioniert eigentlich Wasserhaltung?” bis „Was hat das Darcy-Gesetz mit gutem Kaffee zu tun” alle wasserbezogenen Fragen beantworten kann.
Vor der Flut ist nach der Flut
Eigentlich ist ja die Grundintention im Bau, eine Baugrube möglichst trocken zu bekommen, um sinnvoll arbeiten zu können. Und das schon seit ziemlich langer Zeit .
Die Wege zu einer trockenen Baugrube sind ebenso vielfältig wie genial.
Eine häufige Herangehensweise ist es, eine dichte Baugrubenumschließung herzustellen und mittels einer Wasserhaltung den Grundwasserspiegel im Inneren der Baugrube mithilfe von Brunnen abzusenken. Dabei liegt das gewünschte Absenkziel meist unterhalb der tiefsten Aushubsohle, um die weiteren Arbeiten “trockenen Fußes” umsetzen zu können.
So weit, so gut und vor allem eigentlich eh bekannt – also wenden wir uns spannenderen Themen zu!
Was nützt der beste Plan …
Egal wie gut der Plan, auch bei bester Ausführung kann es passieren, dass nicht alles so läuft wie vorhergesehen.
Gründe dafür gibt es viele:
- Beispielsweise ist mitunter der Boden anders als angenommen und verfügt über eine höhere Durchlässigkeit. Wenn entsprechend auch ausreichend Grundwasser vorhanden ist, muss mehr gepumpt werden, um das gewünschte Absenkziel zu erreichen.
- Es kann natürlich auch sein, dass die ursprünglich geplanten Brunnen zu klein dimensioniert wurden. Damit bleibt Restwasser in der Baugrube, auf das man früher oder später im Zuge des Aushubes trifft.
- Oder aber die Baugrubenumschließung ist nicht dicht, was beispielsweise vorkommen kann, wenn aus Gründen der Aufwandsreduzierung nicht alle Pfähle bis in die dichte Bodenschicht (=Stauer) geführt wurden.
- Und dann gibt es natürlich noch die vielfältigen Möglichkeiten eines technischen Gebrechens, von defekten Steuerungen über Unfälle bis hin zu Stromausfällen.
- Und manchmal ist es auch einfach ein ganz gewöhnliches Hochwasser, das die Baugrube gefährdet – was beispielsweise 2010 beim Bau der Kölner U-Bahn zu Problemen geführt hat. Mit der drastischen Maßnahme sollten die unterirdischen Wände stabilisiert werden – im Endeffekt musste dort dann aber doch nicht geflutet werden.
Damit nichts passiert, wenn was passiert
Wenn das Kind die Baustelle jetzt schon mal ins Wasser gefallen ist, gilt es schnell zu intervenieren, da sonst ein möglicher Stopp der Bauarbeiten aufgrund des Wasserzutritts noch die beste Option ist.
Wurden beispielsweise bereits Sohle und Keller dicht hergestellt, ohne dass das Bauwerk selbst auftriebssicher ist (wenn also das Eigengewicht geringer ist als Auftriebskraft des Wassers) könnten Schäden am Bestand, von Hebungen bis hin zu einem Hydraulischen-Grundbruch etc., auftreten und die Standsicherheit der Baugrube gefährden.
Wer jetzt nicht spontan ein Notstromaggregat zur Hand hat, ist mitunter gut beraten, rechtzeitig aktiv eine Flut anzusetzen.
Durch eine kontrollierte Flutung kann so z.B. der bereits dicht hergestellte Keller unter Wasser gesetzt werden und bekommt durch das zusätzliche Gewicht des Wassers die benötigte Auftriebssicherung, um schwerwiegenderen Schäden vorzubeugen.
Und woher kommt das benötigte Wasser? Im Optimalfall sind die bestehenden Brunnen die Quelle für das notwendige Wasser zum Fluten. Bei Ausfall der Pumpen steigt der Grundwasserspiegel von selber und tritt über die Rohroberkannte der Brunnen aus (bei entsprechender Ausführung, versteht sich). Im Suboptimalfall stammt das Wasser aus Gewässern aus der Gegend, Hydranten oder weiter entfernten Brunnen.
Von A wie Anfang bis D wie Digitalisierung
Geflutet wird natürlich nicht erst seit 2010, sondern schon länger, beispielsweise 1448 beim Bau des Berliner Schlosses. In dem Fall allerdings nicht als bauliche Maßnahme, es waren schlichtweg nicht alle Bürger mit dem Bau einverstanden und setzten die Baugrube kurzerhand unter Wasser.
Von Flutung als Protestmaßnahme sind wir mittlerweile weggekommen, dafür sind zwei neue Themen in den Fokus gerückt: Nachhaltigkeit und Digitalisierung. Wer hätte das geahnt?
Wasser ist natürlich absolut überlebensnotwendig, insofern ist auch dessen Schutz essentiell. Insofern erstaunt es wenig, dass die Wasserrechtsauflagen nicht nur immer mehr, sondern vor allem auch immer besser werden, um Grundwasser und Umwelt zu schützen.
Praktischerweise ist die Digitalisierung ein passendes Mittel, um hier sinnvoll einzugreifen. Beispielsweise lässt sich durch teilautomatisierte Fernüberwachung bereits im Vorfeld einiges (wie z.B. Grundwasserstände und Förderraten) erkennen und abwenden.
Mit guter Überwachung und Steuerung mittels Fernzugriff (z.B. auf die Pumpensteuerung) kann ein Überblick über die vorliegende Situation gegeben und durch die richtigen Maßnahmen so mancher Einsatz vor Ort vermieden werden.
Wasserhaltung in der Praxis
Soweit zur Theorie – aber wir wollen immer auch ein paar praktische Beispiele. Zum Glück ist Georg da ein Quell (haha!) der Inspiration für uns und hat direkt ein paar Beispiele, an denen Wasserhaltung in der Praxis zur Herausforderung wird:
„Das ziehen von Spundwänden als Teil der Baugrubensicherung vor Erreichen des Zustandes der Auftriebssicherheit ist keine gute Idee, selbst wenn es im Bauablauf so eingeplant ist. Und auch Sparmaßnahmen im Bereich der Baugrubenumschließung würde ich nicht empfehlen. Wenn beispielsweise nur jeder dritte Bohrpfahl in den Stauer eingebunden wird, ist das zwar als Sparmaßnahme kurzfristig vermutlich erfolgreich, mittelfristig aber eine schlechte Sparanlage. Außerdem sollte man nicht vergessen: Wo ich viel Wasser fördere, muss ich in Folge auch viel Wasser schadlos ableiten. Natürlich reicht es nicht, das Wasser einfach in den nächstbesten Kanal „zu kippen“, es muss, vor allem auch in umwelttechnischer Sicht, schad- und gefahrlos ab- bzw. eingeleitet werden.“
Die Wiener unter uns und alle, die in letzter Zeit mal in Wien gewesen sind, erinnern sich in diesem Kontext vielleicht an „das fette blaue Rohr“, das sich aktuell in mehreren Meter Höhe durch die Wiener Innenstadt schlängelt und wilde Spekulationen über mögliche Kunstprojekte ausgelöst hat. Tatsächlich handelt es sich hier um die Wasserhaltung der U-Bahnbaustelle für die neue U2 und U5.
Für eine sicher Wasserhaltung braucht es, so Georg, nicht nur das Herzstück – einen guten Brunnen, sondern auch den korrekten Betrieb, um andere Anlagenteile wie Pumpen ausfallsicher im Einsatz zu halten.
Vor allem ist auch „eine entsprechende Überwachung von z.B. diversen Pegelständen, Messung des Durchflusses und weiterer Betriebsinformationen für einen sicheren Betrieb essenziell. Eine gute Aufzeichnung und Dokumentation ist für alle Projektbeteiligten von großer Bedeutung, um im Fall der Fälle die Situation beurteilen und die richtigen Maßnahmen ergreifen zu können. In weiterer Folge ist auch ein entsprechender Bericht nach den gegebenen Auflagen des Wasserrechtsbescheides zu liefern.“
Hübsche bunte Linien
Es ist April, da regnet es traditionell viel und es gibt Wasser im Übermaß. Außerdem sollten wir generell mehr trinken, bleiben wir also noch kurz beim Thema.
Wasser lässt sich in eguana SCALES wunderschön betrachten, und zwar auf unterschiedliche Arten. Eine dieser Optionen möchten wir hier konkret vor den Vorhang holen: die Isolinien.
Unsere Entwickler haben uns diese in SCALES auf wundervolle Art und Weise integriert.
Was Isolinien sind? Laut Wikipedia handelt es sich dabei um “Linien, auf denen jeweils an jedem Punkt der gleiche Wert auftritt“. Das funktioniert mit Höhenmetern grundsätzlich genauso gut wie mit Wasserständen. Der Laie kennt Isolinien vermutlich am ehesten aus dem schulischen Geografieunterricht, in dem uns Isolinien auf der Landkarte angezeigt haben, wo es Berge und Täler gibt. (Das funktioniert auch heute übrigens noch genauso, für alle, die gelegentlich eine echte Karte in die Hand nehmen und nicht nur mittels Google Maps navigieren.)
Mit dem Layer “Isolinien“ lassen sich in SCALES aber nicht nur einzelne Pegelstände anzeigen, sondern auch verbinden. Die dadurch errechneten Wasserstände ermöglichen einen noch besseren, einfacheren und intuitiveren Überblick über das Baufeld. (Voraussetzung ist natürlich, dass entsprechende Brunnen & Pegeldaten in SCALES integriert werden.)
Für die technisch weniger versierten unter uns sieht diese Darstellung aus wie ein hübscher Regenbogen.
Steigen die Pegelstände, werden die Isolinien zunehmend blauer, so dass uns das Bild zunehmend an Strände und blaues Meer erinnert – insofern ein wunderbares Ende, um ins erste Mai-Wochenende zu starten und die offizielle Eröffnung der Badesaison zu genießen. Bleibt nur noch, auf gutes Wetter zu hoffen!
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